JP3589580B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Element Separation (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、マスクの位置合わせ工程及び化学的機械研磨法による平坦化工程を含み、トレンチ素子分離領域を有する半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
通常、MOS型半導体装置において素子分離領域を形成するにはLOCOS(Local Oxidation of Silicon)法が用いられている。近年、半導体装置の微細化に伴い素子分離領域の寸法の微細化も望まれているが、LOCOS法により形成された素子分離領域は、微細化しすぎると電気的な素子分離耐圧を十分確保できるような膜厚が得られず、更に、いわゆるバーズ・ビークによる素子分離領域の寸法シフトも制御困難となるという問題があった。
【0003】
これらの問題を解決する素子分離法として、トレンチ素子分離法が知られている。トレンチ素子分離法では、基板にトレンチ(素子分離領域形成用の溝)を作り、基板全面に絶縁膜を堆積した後、この絶縁膜をシリコン基板のトレンチにのみ残して除去することによりトレンチ素子分離領域を形成している。この絶縁膜の除去手法としてCMP(化学的機械研磨法:Chemical Mechanical Polishing)法により研磨して除去する手法が提唱されている。
ここで、実際の半導体装置において、素子分離領域の幅が100μm以上になる場合がある。この領域内ではCMP法による絶縁膜の除去後に、トレンチ内の絶縁膜の厚さが他の素子分離領域よりも数十〜数百nm程度薄くなることがある。この現象は、ディッシング(Dishing)と呼ばれている。
ディッシングを防ぐための技術を図3(a)〜(d)と図4に示す。図3(b)は、図4のB−B線の概略断面図である。
【0004】
シリコン基板11上にシリコン酸化膜21(約0.005〜0.04μm)を形成し、シリコン窒化膜31(約0.05〜0.3μm)を堆積する。なお、シリコン窒化膜31は、CMP法により望まない領域が研磨されるのを防ぐ役割を有する。この後、フォトリソグラフィ法及び異方性エッチング法により、回路領域Xにおいてトレンチ41を、位置合わせ精度測定マーク領域Yにおいてマスクの位置合わせ精度測定の際に使用される精度測定用溝(誤認識禁止用溝)71を形成する。次に、基板11全面にCVD法により絶縁膜51を積層することにより、トレンチ41及び溝71を絶縁膜51で埋め込む。これら工程により、図3(a)のように、溝71間、溝71とトレンチ41間及び、トレンチ41間の広い領域では、堆積した絶縁膜と同じ厚さの凸型の絶縁膜が形成され、トレンチ41間の狭い領域では、堆積した絶縁膜より高さの低い凸型の絶縁膜が形成される。
【0005】
次に、フォトレジストを絶縁膜51全面に塗布した後、回路領域Xの広い領域上にフォトリソグラフィ法により、トレンチ41上及びトレンチ41の端部から所定幅Fの領域上以外のフォトレジストを除去して開口部を有するマスク61を形成する。次に、異方性エッチング法により、開口部下の絶縁膜41を除去する。ここで、所定幅Fを、一定値以下にすると、CMP法での絶縁膜41の研磨速度が速まりかつ、広い領域と狭い領域の研磨量がほぼ均一になる。そのため、トレンチ上の絶縁膜のオーバー・エッチ量が減ることとなる。従って、素子分離領域のディッシングを防ぐことができる(図3(c)参照)。
一方、位置合わせ精度測定マーク領域Yでは、フォトレジストを絶縁膜51上に塗布した後、所定幅Cの開口部を有するマスク61が形成される。ここで、位置合わせは、開口部の所定幅Cの中心座標と、溝71間(C+2D)の中心座標を比較することにより行われる。両座標にずれがあれば、フォトレジストを剥離、再度フォトリソグラフィ工程を行う。なお、この比較を行わない場合、所望の位置をエッチングすることができないため、ずれがなくなるまで、この比較は行われる。
【0006】
ここで、C、C+2D及びDが大きいほど、位置合わせの測定精度を上げることができるため、C及びD位置合わせ精度測定機のレンズで観察可能な範囲で最大とされている。具体的には、C及びDは数十μmが一般的である。
上記のような幅Cの開口を有するマスク61を使用して、溝71間の絶縁膜を除去した後(図3(b)及び図4参照)、CMP法で平坦化すると、位置合わせ精度測定マーク領域Yの基板上の絶縁膜は、回路領域Xの基板上の絶縁膜よりも幅が広いため、研磨速度が遅くなり、絶縁膜残り81が発生する(図3(c)参照)。更に、シリコン窒化膜31を除去した場合、残り81が発生した箇所でシリコン窒化膜残り91が発生する(図3(d)参照)。この残り91は後工程でダストとなり、歩留まり低下の原因となる。
また、位置合わせ精度測定機が、位置合わせ精度測定用マーク領域Yを誤認することを避けるために、溝71が設けられているが、この溝71の幅は通常数十μm必要である。この様な幅の広い溝71ではCMP法による平坦化の際に、ディッシングにより段差が生じてしまうこととなる。そのため、後の配線のパターニングのためのフォトリソグラフィ工程において、段差でフォーカスずれに伴う配線形状不良が発生する問題があった。
【0007】
この問題を解決する方法として、特開平7−78866号公報に示す技術が挙げられる。この技術を図5(a)〜(f)を用いて説明する。
まず、図3(a)と同様にして、基板11にトレンチ41及び溝71を形成し、全面を絶縁膜51で覆う(図5(a)参照)。その後、回路領域Xを覆うマスク62を用いてフォトリソグラフィ法と異方性エッチング法により、位置合わせ精度測定マーク領域Yの絶縁膜を完全に除去する(図5(b)参照)。
マスク62を除去した後、図3(b)〜(d)と同様にして、フォトリソグラフィ工程、異方性エッチング工程及びシリコン窒化膜31を除去する(図5(c)〜(e)参照)。ここで、この方法では、位置合わせ精度測定用マーク領域Yに絶縁膜51が存在しないため、図3(c)のような絶縁膜残り81は発生しない。また、溝71には絶縁膜51が存在しないため、ディッシングも生じない。
次に、シリコン酸化膜21が除去される(図5(f)参照)。
しかしながらこの方法では、位置合わせ精度測定マーク領域Yの絶縁膜51をあらかじめ除去するために、フォトリソグラフィ工程及び異方性エッチング工程を追加する必要が有り、製造コストが増加するという問題がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、基板の回路領域にトレンチ及び前記領域以外の領域にマスクの位置合わせ精度測定用の一対の溝を形成する工程と、基板全面に絶縁膜を積層することにより、一対の溝及びトレンチを絶縁膜により埋め込む工程と、絶縁膜上にフォトリソグラフィ法によりマスクを形成し、マスクを位置合わせした後、異方性エッチングによりマスク下以外の絶縁膜を除去する工程と、マスクを除去した後、化学的機械研磨法により一対の溝及びトレンチ内以外の基板上の絶縁膜を除去して平坦化する工程とからなり、
マスクが、一対の溝間で、該溝からマスクの位置合わせ精度測定を行いうる距離離れた領域の絶縁膜上に形成された所定幅の一対のパターンと、トレンチ及びトレンチの端部から所定幅の領域を覆いうるパターンとを有し、
マスクの位置合わせが、一対の溝間の中心座標と一対のパターン間の中心座標とを比較することにより行われ、位置ずれがない場合は続けて異方性エッチングが行われることを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明を図1(a)〜(e)及び図2を用いて説明する。なお、図1(b)は、図のA−A線の概略断面図である。
まず、本発明に使用することができる基板1は限定されない。特に、シリコン基板を使用することが好ましい。また、基板1上には、後のCMP工程において、基板が研磨されることを防ぐ役割を有する膜(CMPストッパー)が形成されていてもよい。このCMPストッパーは、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜及びそれらの積層膜からなっていてもよい。例えば、図1(a)では、CMPストッパーは、基板1側から、シリコン酸化膜2及びシリコン窒化膜3の2層からなる。この場合、シリコン酸化膜は0.005〜0.02μm、シリコン窒化膜は0.1〜0.3μmの範囲の厚さを通常有している。なお、シリコン酸化膜は熱酸化法、CVD法、スパッタ法等により形成でき、シリコン窒化膜はCVD法、スパッタ法等により形成できる。
【0010】
次に、基板1上の回路領域Xにトレンチ4が及び、回路領域X以外の位置合わせ精度測定マーク領域Yにマスクの位置合わせ精度測定用の一対の溝7が形成される。ここで、トレンチ4は、基板1に1個又は複数形成されていてもよい。また、トレンチ4は、通常0.1〜数十μmの範囲の幅、0.1〜1μmの範囲の深さを有している。一方、マスクの位置合わせ精度測定用の溝7は、後のCMP工程でディッシングが生じない程度の幅aを有することが好ましく、具体的には0.2〜1μmの範囲であることが好ましい。この溝7の深さは、トレンチ4と同じであり、0.1〜1μmの範囲であることが好ましい。また、溝7は、回路領域Xから所定幅e(例えば、5μm以上)離れていることが好ましい。なお、トレンチ4及び溝7は、公知のフォトリソグラフィ法及び異方性エッチング法を組合わせることにより形成することができる。
【0011】
次いで、基板1全面に絶縁膜5が積層される(図1(a)参照)。この絶縁膜5の積層により、トレンチ4及び溝7が絶縁膜により埋め込まれる。絶縁膜5の厚さは、トレンチ4及び溝7を少なくとも埋め込むことができる厚さであり、0.1〜1.5μmの範囲であることが好ましい。絶縁膜5の積層方法としては、CVD法、スパッタ法等が挙げられる。
次に、絶縁膜5上に、フォトレジストを塗布した後、フォトリソグラフィ法により以下のパターンを有するマスクが形成される。
即ち、マスク6は、
・一対の溝7間で、該溝7からマスクの位置合わせ精度測定を行いうる距離d離れた領域の絶縁膜5上に形成された所定幅bの一対のパターン101と、
・トレンチ4及びトレンチ4の端部から所定幅fの領域を覆いうるパターン102
を有している。
【0012】
ここで、上記マスクの位置合わせ精度測定を行いうる距離dは数十μmであることが好ましく、特に5〜10μmであることが好ましい。
また、パターン101の所定幅bは後のCMP工程で残存しない幅であることが好ましく、具体的には0.2〜1μmであることが好ましい。この幅であることにより、CMPストッパーが露出するまで絶縁膜5を研磨する際の研磨時間を短縮することができる。これと同時に、研磨量のバラツキを抑制できるため、絶縁膜5のオーバーエッチ量が減少し、トレンチの絶縁膜研磨量が減少し、ディッシングが抑えられる。
更に、一対のパターン101の間隔(図1(b)及び図2ではc)は、位置合わせ測定機のレンズで観察可能な範囲で最大のサイズであることが好ましく、具体的には10〜20μmであることが好ましい。
【0013】
一方、上記パターン102の所定幅fは露光の際の位置ずれ量以上の幅であることが好ましく、特に0.1〜0.3μmであることが好ましい。なお、トレンチ上及びトレンチ端から所定幅fの領域以外に形成されるレジスト開口部103は、トレンチ間の幅が広い場合(例えば0.5μm以上)に設けることが特に有用である。即ち、トレンチ間の幅が広い領域と、狭い領域の絶縁膜をCMP法により除去する際に、両絶縁膜の除去速度をほぼ同一にすることができ、絶縁膜の除去残りが生じることを防ぐことができることができるためである。
【0014】
次いで、パターン101及び溝7を使用して、マスクの位置合わせ精度を測定する。測定方法としては、2a+2b+c+2d又は2b+c+2dの中心座標と、2b+c又はcの中心座標とを比較し、両中心座標のずれ量を求める方法が挙げられる。ここで、両中心座標にずれがあれば、マスクを剥離、再度マスク6及びパターン101を有するマスクの形成を行う。
次に、マスク6下以外の基板1上の絶縁膜5を異方性エッチングにより除去する(図1(b)及び図2参照)。なお。図2において、溝7及びパターン101の平面形状は正方形であるが、この形状に限定されず、長方形、円形、楕円形等の形状であってもよい。
【0015】
次いで、マスク6を除去した後、CMP法によりトレンチ4及び溝7以外の基板1上の絶縁膜5を除去して平坦化する(図1(c)参照)。ここで、パターン102下部に位置する絶縁膜5は、他の研磨部と研磨速度がほぼ同一になるようにその幅が調整されているため、従来のような絶縁膜残りは生じない。
この後、CMPストッパーが形成されている場合は、CMPストッパーを除去することにより、トレンチ素子分離領域を有する半導体装置を製造することができる(図1(d)及び(e)参照)。
【0016】
【発明の効果】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、基板に形成された素子分離領域及び精度測定用の一対の溝を絶縁膜で埋め込んだ後の余分な絶縁膜を、CMP法で除去及び平坦化する際に、素子分離領域及び一対の溝に埋め込まれた絶縁膜のディッシングを防止することができる。更に、CMP法による平坦化後に、基板上に絶縁膜が残ることから由来する歩留まりの低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造方法の概略工程断面図である。
【図2】本発明の製造方法の概略工程平面図である。
【図3】従来の製造方法の概略工程断面図である。
【図4】従来の製造方法の概略工程平面図である。
【図5】従来の製造方法の概略工程断面図である。
【符号の説明】
1、11 基板
2、21 シリコン酸化膜
3、31 シリコン窒化膜
4、41 トレンチ
5、51 絶縁膜
6、61、62 マスク
7、71 マスクの位置合わせ精度測定用の溝
81 シリコン酸化膜残り
91 シリコン窒化膜残り
101、102 パターン
X 回路領域
Y 位置合わせ精度測定マーク領域
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device. More specifically, the present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device having a trench element isolation region, including a mask alignment step and a planarization step by a chemical mechanical polishing method.
[0002]
Problems to be solved by the prior art and the invention
Usually, a LOCOS (Local Oxidation of Silicon) method is used to form an element isolation region in a MOS semiconductor device. In recent years, with the miniaturization of semiconductor devices, miniaturization of the dimensions of element isolation regions has been desired. However, if the element isolation regions formed by the LOCOS method are excessively miniaturized, it is possible to ensure a sufficient electric element isolation withstand voltage. However, there is a problem that it is difficult to control a dimensional shift of the element isolation region due to a so-called bird's beak.
[0003]
As an element isolation method for solving these problems, a trench element isolation method is known. In the trench element isolation method, a trench (a groove for forming an element isolation region) is formed in a substrate, an insulating film is deposited on the entire surface of the substrate, and the insulating film is removed leaving only the trench of the silicon substrate to remove the trench element. Forming an area. As a method of removing the insulating film, a method of polishing and removing the insulating film by a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method has been proposed.
Here, in an actual semiconductor device, the width of the element isolation region may be 100 μm or more. In this region, after the insulating film is removed by the CMP method, the thickness of the insulating film in the trench may be several tens to several hundreds nm thinner than other element isolation regions. This phenomenon is called dishing.
3A to 3D and FIG. 4 show a technique for preventing dishing. FIG. 3B is a schematic sectional view taken along line BB of FIG.
[0004]
A silicon oxide film 21 (about 0.005 to 0.04 μm) is formed on a silicon substrate 11, and a silicon nitride film 31 (about 0.05 to 0.3 μm) is deposited. The silicon nitride film 31 has a role of preventing an unwanted region from being polished by the CMP method. Thereafter, by photolithography and anisotropic etching, the trench 41 is formed in the circuit region X, and the accuracy measurement groove used for measuring the alignment accuracy of the mask in the alignment accuracy measurement mark region Y (error recognition is prohibited). Groove 71 is formed. Next, the trench 41 and the groove 71 are buried with the insulating film 51 by stacking the insulating film 51 on the entire surface of the substrate 11 by the CVD method. Through these steps, as shown in FIG. 3A, a convex insulating film having the same thickness as the deposited insulating film is formed in a wide region between the trenches 71, between the trenches 71 and the trenches 41, and between the trenches 41. In a narrow region between the trenches 41, a convex insulating film having a height lower than that of the deposited insulating film is formed.
[0005]
Next, after a photoresist is applied to the entire surface of the insulating film 51, the photoresist other than over the trench 41 and the region having the predetermined width F from the end of the trench 41 is removed by photolithography on a wide area of the circuit area X. Thus, a mask 61 having an opening is formed. Next, the insulating film 41 below the opening is removed by an anisotropic etching method. Here, if the predetermined width F is set to a certain value or less, the polishing rate of the insulating film 41 by the CMP method is increased, and the polishing amount in the wide area and the narrow area is almost uniform. Therefore, the amount of over-etching of the insulating film on the trench is reduced. Therefore, dishing of the element isolation region can be prevented (see FIG. 3C).
On the other hand, in the alignment accuracy measurement mark area Y, after applying a photoresist on the insulating film 51, a mask 61 having an opening having a predetermined width C is formed. Here, the alignment is performed by comparing the center coordinates of the predetermined width C of the opening with the center coordinates between the grooves 71 (C + 2D). If there is a deviation between the two coordinates, the photoresist is removed, and the photolithography step is performed again. If this comparison is not performed, the desired position cannot be etched, and this comparison is performed until there is no deviation.
[0006]
Here, as C, C + 2D, and D are larger, the measurement accuracy of the alignment can be increased. Therefore, the maximum is set within the range that can be observed by the lenses of the C and D alignment accuracy measuring devices. Specifically, C and D are generally several tens of μm.
After the insulating film between the grooves 71 is removed by using the mask 61 having the opening having the width C as described above (see FIGS. 3B and 4), the alignment is measured by the CMP method. Since the insulating film on the substrate in the mark region Y is wider than the insulating film on the substrate in the circuit region X, the polishing rate is reduced, and the remaining insulating film 81 is generated (see FIG. 3C). Further, when the silicon nitride film 31 is removed, a silicon nitride film residue 91 is generated at a position where the residue 81 is generated (see FIG. 3D). The remaining portion 91 becomes dust in a later process and causes a reduction in yield.
Further, a groove 71 is provided in order to prevent the positioning accuracy measuring device from erroneously recognizing the mark region Y for measuring the positioning accuracy, but the width of the groove 71 is usually required to be several tens of μm. In such a wide groove 71, a level difference occurs due to dishing when planarizing by the CMP method. For this reason, in a photolithography process for patterning the wiring to be performed later, there is a problem that a wiring shape defect occurs due to a focus shift due to a step.
[0007]
As a method for solving this problem, there is a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-78866. This technique will be described with reference to FIGS.
First, similarly to FIG. 3A, a trench 41 and a groove 71 are formed in the substrate 11, and the entire surface is covered with an insulating film 51 (see FIG. 5A). Thereafter, the insulating film in the alignment accuracy measurement mark area Y is completely removed by photolithography and anisotropic etching using the mask 62 covering the circuit area X (see FIG. 5B).
After removing the mask 62, the photolithography step, the anisotropic etching step, and the silicon nitride film 31 are removed in the same manner as in FIGS. 3B to 3D (see FIGS. 5C to 5E). . Here, in this method, since the insulating film 51 does not exist in the alignment accuracy measurement mark area Y, the remaining insulating film 81 as shown in FIG. 3C does not occur. Since the insulating film 51 does not exist in the groove 71, dishing does not occur.
Next, the silicon oxide film 21 is removed (see FIG. 5F).
However, in this method, it is necessary to add a photolithography step and an anisotropic etching step in order to remove the insulating film 51 in the alignment accuracy measurement mark area Y in advance, and there is a problem that the manufacturing cost increases.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a step of forming a pair of trenches for measuring the alignment accuracy of a mask in a circuit region of a substrate and a region other than the above-described region, and laminating an insulating film over the entire surface of the substrate to form a pair of trenches Filling the trench with an insulating film, forming a mask on the insulating film by photolithography, aligning the mask, removing an insulating film other than under the mask by anisotropic etching, and removing the mask After that, a step of removing the insulating film on the substrate other than in the pair of trenches and trenches by chemical mechanical polishing method and flattening,
A pair of patterns each having a predetermined width formed on the insulating film in a region where the mask is separated from the groove by a distance that allows measurement of alignment accuracy of the mask from the groove, and a predetermined width from the end of the trench and the trench. And a pattern that can cover the area of
The alignment of the mask is performed by comparing the center coordinates between the pair of grooves and the center coordinates between the pair of patterns, and if there is no displacement, anisotropic etching is performed continuously. A method for manufacturing a semiconductor device is provided.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention will be described with reference to FIGS. 1 (a) to 1 (e) and FIG. Incidentally, FIG. 1 (b) is a schematic cross-sectional view of line A-A of FIG.
First, the substrate 1 that can be used in the present invention is not limited. In particular, it is preferable to use a silicon substrate. Further, a film (CMP stopper) having a role of preventing the substrate from being polished in a later CMP step may be formed on the substrate 1. This CMP stopper may be composed of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a laminated film thereof. For example, in FIG. 1A, the CMP stopper includes two layers of a silicon oxide film 2 and a silicon nitride film 3 from the substrate 1 side. In this case, the silicon oxide film usually has a thickness in the range of 0.005 to 0.02 μm, and the silicon nitride film has a thickness in the range of 0.1 to 0.3 μm. Note that the silicon oxide film can be formed by a thermal oxidation method, a CVD method, a sputtering method, or the like, and the silicon nitride film can be formed by a CVD method, a sputtering method, or the like.
[0010]
Next, a trench 4 is formed in the circuit area X on the substrate 1 and a pair of grooves 7 for measuring the alignment accuracy of the mask are formed in the alignment accuracy measurement mark area Y other than the circuit area X. Here, one or more trenches 4 may be formed in the substrate 1. Further, the trench 4 usually has a width in the range of 0.1 to several tens μm and a depth in the range of 0.1 to 1 μm. On the other hand, the groove 7 for measuring the alignment accuracy of the mask preferably has a width a that does not cause dishing in the subsequent CMP process, and specifically, preferably has a range of 0.2 to 1 μm. The depth of the groove 7 is the same as that of the trench 4, and is preferably in the range of 0.1 to 1 μm. The groove 7 is preferably separated from the circuit region X by a predetermined width e (for example, 5 μm or more). The trench 4 and the groove 7 can be formed by combining known photolithography and anisotropic etching.
[0011]
Next, an insulating film 5 is laminated on the entire surface of the substrate 1 (see FIG. 1A). By stacking the insulating film 5, the trench 4 and the groove 7 are filled with the insulating film. The thickness of the insulating film 5 is a thickness that can at least fill the trench 4 and the groove 7, and is preferably in the range of 0.1 to 1.5 μm. Examples of a method for laminating the insulating film 5 include a CVD method and a sputtering method.
Next, after applying a photoresist on the insulating film 5, a mask having the following pattern is formed by photolithography.
That is, the mask 6
A pair of patterns 101 having a predetermined width b formed on the insulating film 5 at a distance d between the pair of grooves 7 and at a distance d from which the alignment accuracy of the mask can be measured;
A pattern 102 that can cover the trench 4 and a region having a predetermined width f from the end of the trench 4
have.
[0012]
Here, the distance d at which the alignment accuracy of the mask can be measured is preferably several tens μm, and particularly preferably 5 to 10 μm.
Further, the predetermined width b of the pattern 101 is preferably a width that does not remain in a subsequent CMP step, and specifically, is preferably 0.2 to 1 μm. With this width, the polishing time for polishing the insulating film 5 until the CMP stopper is exposed can be reduced. At the same time, since the variation in the polishing amount can be suppressed, the overetch amount of the insulating film 5 decreases, the polishing amount of the insulating film in the trench decreases, and dishing can be suppressed.
Further, the interval between the pair of patterns 101 (FIG. 1B and FIG. 2C) is preferably the largest size in a range that can be observed by the lens of the alignment measuring device, and specifically, 10 to 20 μm. It is preferable that
[0013]
On the other hand, the predetermined width f of the pattern 102 is preferably a width equal to or more than the amount of displacement during exposure, and particularly preferably 0.1 to 0.3 μm. Note that it is particularly useful to provide the resist opening 103 formed above the trench and in a region other than the region having the predetermined width f from the trench end when the width between the trenches is large (for example, 0.5 μm or more). That is, when the insulating film in the wide region and the insulating film in the narrow region between the trenches are removed by the CMP method, the removal rates of the two insulating films can be made substantially the same, and the removal of the insulating film is prevented from remaining. This is because you can do it.
[0014]
Next, using the pattern 101 and the groove 7, the alignment accuracy of the mask is measured. As a measuring method, there is a method of comparing the center coordinates of 2a + 2b + c + 2d or 2b + c + 2d and the center coordinates of 2b + c or c, and calculating a shift amount between both center coordinates. Here, if there is a deviation between the two center coordinates, the mask is peeled off, and a mask having the mask 6 and the pattern 101 is formed again.
Next, the insulating film 5 on the substrate 1 other than under the mask 6 is removed by anisotropic etching (see FIGS. 1B and 2). In addition. In FIG. 2, the planar shape of the groove 7 and the pattern 101 is square, but is not limited to this shape, and may be rectangular, circular, elliptical, or the like.
[0015]
Next, after the mask 6 is removed, the insulating film 5 on the substrate 1 other than the trenches 4 and the trenches 7 is removed by CMP to planarize (see FIG. 1C). Here, the width of the insulating film 5 located below the pattern 102 is adjusted so that the polishing rate is substantially the same as that of the other polished portions.
Thereafter, when a CMP stopper is formed, a semiconductor device having a trench element isolation region can be manufactured by removing the CMP stopper (see FIGS. 1D and 1E).
[0016]
【The invention's effect】
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, an extra insulating film after the element isolation region formed on the substrate and the pair of trenches for precision measurement are buried with the insulating film is removed and planarized by the CMP method. In this case, dishing of the insulating film buried in the element isolation region and the pair of grooves can be prevented. Further, a decrease in yield due to an insulating film remaining on the substrate after planarization by the CMP method can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic process sectional view of a manufacturing method of the present invention.
FIG. 2 is a schematic process plan view of the manufacturing method of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional process view of a conventional manufacturing method.
FIG. 4 is a schematic process plan view of a conventional manufacturing method.
FIG. 5 is a schematic process sectional view of a conventional manufacturing method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11 Substrate 2, 21 Silicon oxide film 3, 31 Silicon nitride film 4, 41 Trench 5, 51 Insulating film 6, 61, 62 Mask 7, 71 Groove 81 for measuring alignment accuracy of mask 81 Silicon oxide film remaining 91 Silicon Remaining nitride film 101, 102 Pattern X Circuit area Y Alignment accuracy measurement mark area

Claims (3)

基板の回路領域にトレンチ及び前記領域以外の領域にマスクの位置合わせ精度測定用の一対の溝を形成する工程と、基板全面に絶縁膜を積層することにより、一対の溝及びトレンチを絶縁膜により埋め込む工程と、絶縁膜上にフォトリソグラフィ法によりマスクを形成し、マスクを位置合わせした後、異方性エッチングによりマスク下以外の絶縁膜を除去する工程と、マスクを除去した後、化学的機械研磨法により一対の溝及びトレンチ内以外の基板上の絶縁膜を除去して平坦化する工程とからなり、
マスクが、一対の溝間で、該溝からマスクの位置合わせ精度測定を行いうる距離離れた領域の絶縁膜上に形成された所定幅の一対のパターンと、トレンチ及びトレンチの端部から所定幅の領域を覆いうるパターンとを有し、
マスクの位置合わせが、一対の溝間の中心座標と一対のパターン間の中心座標とを比較することにより行われ、位置ずれがない場合は続けて異方性エッチングが行われることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a pair of grooves for measuring the alignment accuracy of the mask in a region other than the trench and the region in the circuit region of the substrate, and laminating an insulating film over the entire surface of the substrate, thereby forming the pair of grooves and the trench with the insulating film. A step of embedding, a step of forming a mask on the insulating film by a photolithography method, aligning the mask, and removing an insulating film other than under the mask by anisotropic etching; Removing the insulating film on the substrate other than the pair of trenches and trenches by a polishing method and flattening,
A pair of patterns each having a predetermined width formed on the insulating film in a region where the mask is separated from the groove by a distance that allows measurement of alignment accuracy of the mask from the groove, and a predetermined width from the end of the trench and the trench. And a pattern that can cover the area of
The alignment of the mask is performed by comparing the center coordinates between the pair of grooves and the center coordinates between the pair of patterns, and if there is no displacement, anisotropic etching is performed continuously. A method for manufacturing a semiconductor device.
マスクの位置合わせ時に、位置ずれがある場合は、再度マスクを形成することからなる請求項1に記載の製造方法。2. The manufacturing method according to claim 1, further comprising forming a mask again when there is a positional shift during mask alignment. マスクの位置合わせ精度測定を行いうる距離が5〜10μmであり、一対のパターンの幅が0.2〜1μmであり、一対の溝の幅が0.2〜1μmである請求項1又は2に記載の製造方法。The distance at which the alignment accuracy of the mask can be measured is 5 to 10 μm, the width of the pair of patterns is 0.2 to 1 μm, and the width of the pair of grooves is 0.2 to 1 μm. The method according to 1.
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